机械按压对心搏骤停患者自主循环恢复及预后的影响因素分析

张晓东 罗丽 项涛

(西南交通大学附属医院 成都市第三人民医院急诊科，四川 成都 610031)

中国心搏骤停患者心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation，CPR)后整体病死率仍很高，在北京存活出院率为1.3%[1-2]。高质量的CPR能够提高心搏骤停患者自主循环恢复(return of spontaneous circulation，ROSC)，高质量的胸外心脏按压是高质量CPR的核心，人工按压质量和理想CPR的要求差距很大。多项临床研究发现受过培训的非专业人员或专业人员也有50%以上达不到美国心脏协会(American Heart Association，AHA)CPR指南要求，并且人工按压>1 min按压质量就会衰减，4 min后正确按压的比例就不足30%[3]。机械按压可提供稳定的高质量胸外心脏按压，与传统人工胸外心脏按压相比，机械按压可持续性强，能够避免医师体力耗竭，在长时程CPR和救护车等特定场景下也能保证按压的有效及可持续[4]。尽管AHA CPR指南目前推荐使用机械按压的证据等级较低[5]，但在美国、日本以及中国等多个国家使用机械按压的比例却越来越高[6-7]。某些研究显示院前心搏骤停采用机械按压与人工按压相比并不能显著改善患者预后[8-10]，但也有研究表明机械按压在提高院内心搏骤停患者ROSC方面优于人工按压[11]。目前机械按压对心搏骤停患者ROSC及预后的影响因素仍缺少相关临床研究。本研究采用回顾性队列研究，分析在急诊抢救室对非创伤心搏骤停患者使用机械按压对ROSC率的影响因素，为优化使用机械按压提供临床参考。

1 资料和方法

1.1 研究对象

本研究是一项在急诊室进行的单中心、回顾性的队列研究，符合医学伦理学标准，经成都市第三人民医院机构审查委员会和伦理委员会审查和批准。选择2018年6月1日—2019年12月31日急诊收治的非创伤性心搏骤停患者作为研究对象。纳入标准[12-13]：(1)年龄≥18岁；(2)急诊目击心搏骤停患者或院外心搏骤停患者在被送到急诊室时仍在持续进行CPR；(3)在急诊接受机械按压。排除标准[12-13]：(1)心搏骤停到接受心脏按压时间>2 min；(2)创伤性心搏骤停或窒息；(3)孕妇；(4)在到达急诊室前已经接受机械按压；(5)数据缺失；(6)患者家属拒绝治疗。

1.2 研究方法

1.2.1 机械CPR流程及分组

所有患者在心搏骤停时立即接受人工胸外心脏按压，直到Lucas心肺复苏仪(lund university cardiopulmonary assist system，Lucas)安装完成。机械CPR操作流程如图1所示。所有患者均接受气管插管、有创呼吸机辅助通气、监测呼气末二氧化碳分压(partial pressure of end-tidal carbon dioxide，PetCO2)、肾上腺素等治疗。根据心搏骤停患者CPR后是否发生ROSC，分为ROSC组和非ROSC组。ROSC定义为恢复为窦性或室上性心律，可触及大动脉搏动至少20 min[6，9，12-16]。持续复苏30 min后，若患者仍未恢复意识，对外界刺激无反应，瞳孔散大，无光反射，大动脉搏动无法触及，血压测不出，无自主呼吸，则定义为复苏失败。

图1 机械CPR流程

1.2.2 数据收集

收集患者人口学和临床资料，包括年龄、性别、基础疾病、心搏骤停病因(心源性和非心源性)、首次监测心律(可除颤心律和非除颤心律)、CPR开始时间、CPR持续时间、Lucas安装时间、Lucas开始按压时间、肾上腺素用量、插管成功后即刻及Lucas使用后15 min PetCO2、入抢救室时和使用Lucas 15 min后动脉血pH值。心搏骤停的病因分为心源性和非心源性。心源性心搏骤停包括急性心肌梗死和/或室性心动过速/心室颤动以及肺栓塞，非心源性心搏骤停包括代谢、电解质失衡、呼吸或其他原因。首次监测心律指心搏骤停后经监护仪或除颤器最初记录到的心脏节律，其中可除颤心律包括心室颤动和无脉性室性心动过速；非除颤心律包括心脏停搏和无脉性电活动。CPR开始时间指从患者发生心搏骤停到开始实施CPR的时间；CPR持续时间指从开始实施CPR到终止CPR时间；Lucas安装时间是指从最后一次人工按压结束至Lucas安装完成的时间；Lucas开始按压时间指从开始CPR到Lucas开始按压的时间；根据既往对心搏骤停患者人工CPR后ROSC的独立影响因素研究：肾上腺素用量≤5 mg、CPR时间≤30 min是独立预测因素[17]；插管成功后即刻PetCO2>10 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)、CPR后15 min PetCO2>20 mm Hg和入抢救室时pH值>7.05能够预测人工CPR后的预后[18-19]；根据本研究68例患者安装机械装置所用的时间平均为20.5 s，及之前国外研究中描述的21 s安装时间[16]，本研究以20 s作为Lucas安装时间的截断值；因心搏骤停CPR中有“黄金4分钟”的共识，故以此作为Lucas开始按压时间的截断值，把≤4 min定义为早期组，>4 min定义为晚期组。

1.2.3 观察指标

主要结局指标为ROSC率、4 h存活率和存活入院率。按照是否恢复ROSC分析两组患者ROSC的影响因素。

1.3 统计方法

连续变量以均数±标准差表示，组间比较采用t检验进行比较。分类变量以百分比或率表示，并通过χ2检验进行比较。采用SPSS 15.0进行分析。对单因素分析有意义的危险因素(P<0.05)再进行多因素的logistic回归分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 影响心搏骤停患者机械按压后ROSC的单因素分析

由表1可见，两组患者CPR持续时间、肾上腺素用量、使用Lucas的早晚、入抢救室时pH和Lucas使用后15 min PetCO2差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 影响心搏骤停患者机械按压后ROSC的单因素分析

2.2 影响心搏骤停患者机械按压后ROSC的多因素logistic回归分析

以CPR后ROSC为因变量，以上述存在统计学差异的单因素为自变量，纳入logistic回归分析模型，量化赋值见表2，多因素logistic回归分析见表3。由表2、表3可见CPR持续时间(≤30 min)、早期使用Lucas(≤4 min)、入抢救室时pH(>7.05)和Lucas使用后15 min PetCO2值(>20 mm Hg)是机械按压CPR后ROSC的保护因素。

表2 量化赋值表

表3 影响心搏骤停患者机械按压后ROSC多因素logistic回归分析

2.3 早期Lucas组和晚期Lucas组对心搏骤停患者预后分析

与晚期组相比，早期组存活入院率较高，但差异无统计学意义(P>0.05)。早期组患者4 h生存率明显高于晚期组，差异有统计学意义(P<0.05)(表4)。

表4 早期Lucas组和晚期Lucas组对心搏骤停患者预后分析

3 讨论

在此项研究中，单因素分析显示CPR持续时间(≤30 min)、肾上腺素用量(≤5 mg)、早期使用Lucas(≤4 min)、入抢救室时pH和Lucas使用后15 min PetCO2是心搏骤停患者采用机械按压后ROSC的独立影响因素，经过多因素logistic回归分析校正混杂因素后最终显示CPR持续时间(≤30 min)、早期使用Lucas(≤4 min)、入抢救室时pH>7.05和Lucas使用后15 min PetCO2>20 mm Hg是机械按压后ROSC的保护因素。

CPR持续时间(≤30 min)对于机械按压后ROSC是保护因素，这与既往人工按压的ROSC影响因素研究结果一致[20]。笔者认为，持续高质量的胸外心脏按压无论人工还是机械对CPR后ROSC率都有明显影响，但是随着CPR持续时间延长，即使机械按压的质量远高于人工按压，但心、脑、肺等重要器官缺氧、缺血再灌注损伤，最终也会影响ROSC成功率并进一步直接决定后期存活率和神经功能恢复。ROSC后心搏骤停后综合征的病理生理改变类似于脓毒症的病理生理改变[21]，ROSC后主要死亡机制是全身炎症反应、再灌注损伤造成的不可逆多器官衰竭。因而在越短的时间内恢复ROSC这种损伤越小。

此外，本研究发现，肾上腺素用量经多因素分析校正混杂因素后证实不是机械按压后ROSC的独立影响因素，既往研究关于人工按压肾上腺素用量<5 mg是否为ROSC的保护因素结论不一，周夷霞等[17]认为肾上腺素用量是心搏骤停患者CPR后ROSC的独立影响因素。原因可能是肾上腺素的α受体激动作用对增加冠状动脉和脑的血流灌注是有益的，但加重微循环缺血却是有害的；β受体激动是负面效应，会增加心肌耗氧量，减少心内膜下血管灌注，增加心律失常的发生率；另蔡志仕等[22]多因素回归分析研究却未筛出肾上腺素用量是独立危险因素。最新2019年AHA CPR指南建议肾上腺素使用1 mg，3～5 min/次；不推荐单次大剂量[12]。但对于累计肾上腺素用量对ROSC的影响，目前无论机械按压背景下得出的结论还是人工按压的结论均需要进一步研究证实。

基于现有院前几项大样本随机对照试验研究(包括PARAMEDIC实验[9]、CIRC实验[23]和LINC研究[24])及系统评价[25]结果表明与人工CPR相比，在院前使用机械CPR装置未能明显改善临床结局。目前认为这与安装机器早期中断按压、按压损伤胸肋骨及内脏器官以及干扰早期除颤可能抵消了机械按压的益处有关。但以上研究结果和分析均是基于院外心搏骤停。Ong等[26]在两家新加坡医院急诊科进行的一项研究共计纳入了1 011例(459例人工CPR，552例机械CPR)患者，比较机械按压与人工按压复苏效果。结果显示，机械CPR的ROSC率优于人工按压。笔者的研究也是基于急诊科场景下使用机械按压进行CPR。结果发现早期使用Lucas(≤4 min)是机械按压ROSC的保护因素。分析原因可能与以下因素有关：(1)院内复苏团队较院前有更多的人员参与CPR，经过反复培训，团队能在20 s左右完成Lucas的安装，大大缩短了按压中断时间。本研究68例患者安装机械装置所用的时间平均20.5 s，也与之前国外研究中描述的21 s很相近[16]；(2)机械胸外心脏按压早期介入可在复苏关键期提供较人工更稳定的高质量胸外心脏按压；(3)Lucas的早期安置使用使得急诊室的医护人员能够将更多的精力投入到高级生命支持上，比如气管插管和亚低温治疗，尤其是在人员短缺的情况下。

本研究结果表明，机械按压可以提高急诊科心搏骤停患者的ROSC率。两组心搏骤停患者的ROSC率为52.4%～69.2%，高于之前一项7个省14家教学医院多中心研究的结果。这项研究纳入了从2015年7月—2017年7月急诊科收治的517例心搏骤停患者，研究报道的机械按压组和人工按压组ROSC率分别为52.4%和30.5%[27]。本研究结果表明早期使用Lucas(≤4 min)和晚期使用Lucas(>4 min)两组相比，ROSC后最终存活入院率相似，但早期组4 h存活率较高。原因可能在于远期存活率不仅与按压质量相关，更与ROSC后综合治疗如亚低温脑保护、脏器替代治疗、积极的原发病及并发症治疗密切相关[28]。

本研究表明入抢救室时pH>7.05是机械按压CPR后ROSC的保护因素，这与既往人工按压ROSC影响因素研究结论一致[29]。已有研究表明人工CPR前较高的pH值与心搏骤停后患者良好的临床结果相关。复苏前pH>7.05是院外心搏骤停良好结局的独立预测因子[18]。分析原因可能是心搏骤停导致组织氧供迅速耗竭，乳酸堆积导致代谢性酸中毒，复苏前pH值越高说明骤停到复苏的时间可能更短，因此预后更好。研究还显示复苏前pH值较乳酸有更好的预测ROSC的价值。

既往多项研究显示CPR 20 min后PetCO2值>14.3 mm Hg可被用于预测ROSC[19]。本研究中，使用Lucas后15 min PetCO2值>20 mm Hg是机械按压CPR后ROSC的保护因素，和顾建新[30]的研究结果相符。Sheak等[31]研究表明PetCO2水平与胸外心脏按压深度有统计学相关性。机械CPR后较人工按压更高的PetCO2值说明其按压质量高、稳定持续，可以有效增加心输出量和保证冠状动脉灌注压，加速CO2的排放。

这项研究的不足：本研究是在一个单一的医疗中心急诊科进行的回顾观察性研究，数据收集时间相对较短，样本量相对较小。因此，研究结果需要进一步的前瞻性研究和/或更大的、多中心的研究来证实。这些结果是否适用于其他不同级别的医院和病房，如普通病房、重症监护病房和手术室，也有待确定。

对于急诊非创伤性心搏骤停患者，早期使用机械按压可能提高急诊科非创伤心搏骤停患者的ROSC率和4 h存活率；更短的复苏时间、入抢救室时pH和Lucas使用后15 min的PetCO2值与ROSC率密切相关。